Родился 1 февраля 1951 г. в г. Сортавала Карело-Финской ССР (с 1956 г. - Карельская АССР, с 1991 г. - Республика Карелия).
В 1974 г. окончил факультет радиоэлектроники летательных аппаратов Московского авиационного института им. Серго Орджоникидзе (МАИ; ныне Московский авиационный институт) по специальности "радиоинженер-конструктор". Член Клуба выпускников МАИ.
В годы учебы в вузе работал в профсоюзном комитете, был членом студенческих строительных отрядов.
В 1974-1978 гг. - мастер, начальник технического бюро цеха московского телевизионного завода "Рубин".
Затем, до 1990 г., работал на предприятиях оборонного комплекса СССР. После этого занялся предпринимательской деятельностью. В 1990–1993 гг. возглавлял малое предприятие по проектированию производства бутилированной минеральной воды на Урале.
В апреле 1993 г. занял пост председателя Конструктивно-экологического движения России "Кедр", созданного по инициативе руководителя Госкомитета санитарно-эпидемиологического надзора России Евгения Беляева. Летом того же года как представитель движения участвовал в работе Конституционного совещания по разработке нового основного закона.
В 1993 г. вошел в список "Кедра" на выборах в Госдуму РФ I созыва (занимал седьмую строчку в списке). Однако движение не преодолело 5-процентный барьер, набрав 0,76% голосов, и в парламент не прошло.
В ноябре 1994 г. избран председателем Экологической партии "Кедр", учрежденной на базе движения.
В 1995 г. возглавлял список партии на выборах в Госдуму РФ II созыва. За "Кедр" отдали голоса лишь 1,39% избирателей, и партия вновь не прошла в Думу.
В ходе президентской предвыборной кампании 1996 г. был членом избирательного штаба Бориса Ельцина. "Кедр" входил в состав Общероссийского движения общественной поддержки президента РФ.
В 1996-2000 гг. - председатель палаты по экологии и природным ресурсам Политического консультационного совета при главе государства.
В конце 1996 г. - начале 1997 г. участвовал в создании Российского движения за новый социализм, входил в состав его политсовета.
В январе 2000 г. Анатолий Панфилов был выдвинут инициативной группой избирателей на пост президента РФ. Не прошел регистрацию ЦИК, поскольку не предоставил необходимые 500 тыс подписей в свою поддержку.
9 февраля 2002 г. на базе движения "Кедр" была образована Российская экологическая партия "Зеленые" во главе с Анатолием Панфиловым. В 2003 г. он был зарегистрирован под первым номером в списке партии на выборах в Государственную думу, однако "Зеленые" в парламент не прошли (0,42%).
В 2007 г. был избран в высший совет партии "Гражданская сила", в которую влилось Конструктивно-экологическое движение России "Кедр". В 2008 г., после роспуска "Гражданской силы", передал руководство движением своему сыну Сергею, сам занял пост почетного председателя "Кедра" (в 2024 г. был начат процесс ликвидации движения).
Осенью 2008 г. партия "Зеленые" была реорганизована в общественное движение для последующего объединения со "Справедливой Россией". Восстановлена 11 февраля 2012 г., ее председателем вновь избран Анатолий Панфилов.
15 мая 2021 г. в Москве состоялся внеочередной съезд партии, на котором Панфилов был смещен с поста председателя "Зеленых". Вместо него партию возглавил глава организации "Зеленый патруль" Андрей Нагибин.